1、菌丝
丛枝菌根的菌丝有根外菌丝和根内菌丝之分。根外菌丝在根的外面扩散,发达时可在根的外围形成松散的菌丝网,甚至将根遮掩,但不会像外生菌根那样形成菌套。根外菌丝又可分为两种类型,一种是厚壁菌丝,它粗糙、壁厚、细胞质稠密、菌丝直径可达20~30μm,有双叉分枝;另一种是薄壁菌丝,多从厚壁菌丝上长出,较细,直径为2~7μm,穿透力强,能行吸收功能。当吸收的营养物质耗尽后,菌丝中的细胞质可回缩至厚壁菌丝内,并长出横隔,随后凋萎。与厚壁菌丝相比,薄壁菌丝是短命的。两种菌丝都有入侵根部的能力,它们与土壤密切接触,有助于扩大根的吸收范围和摄取土壤养分。根外菌丝的发展受土壤条件,尤其是通气条件的影响很大。
根外菌丝穿透根的表皮进入皮层细胞间或细胞内即成内生菌丝。内生菌丝可在皮层组织内纵向或横向延伸,也可盘曲于皮层细胞内。
2、丛枝
形成于皮层细胞内,进入细胞内的菌丝经过连续的双叉分枝成为灌木状结构,即为丛枝。宿主细胞内形成丛枝时,细胞中发生如下现象:①细胞质活性明显增强;②核增大,直径增加2~3倍;③形成线粒体、内质网、核糖核酸等;④储藏的淀粉物质被利用,淀粉粒消失;⑤呼吸作用和酶活性增强。丛枝分解后,细胞质和细胞恢复原状,并恢复其功能。
3、泡囊
有的丛枝菌根菌还能产生泡囊。泡囊由侵入细胞内或细胞间的菌丝末端膨大而成,直径30~100μm,一般呈圆形、椭圆形、方形等。泡囊通常有一泡囊壁使它与菌丝隔开,有时与菌丝相通。泡囊内有很多油状内含物,它们是储存的养分。泡囊的形成迟于丛枝,但它不像丛枝那样短命,并且具有繁殖功能。当根的初生皮层脱落时,少数泡囊可从根组织中释放出来进入土壤,在土壤中它们可以萌发并感染植物。通常在植物成熟的季节泡囊的数量最多,不同种的菌根真菌,其泡囊的形状、壁的结构、内含物及其数量均有不同。
4、孢子和孢子果
丛枝菌根真菌在根外菌丝的顶端常常形成厚垣孢子,其大小、形状、颜色和壁的构造均因种而异,一般为圆形或卵圆形,内含油滴。最大的孢子直径可达500μm左右,多数在100~200μm之间。有些种的孢子生长在孢子果内,孢子果直径1mm左右。丛枝菌根真菌的孢子结构和各种形态特征都是分类上的重要依据。孢子在土壤中可存活数年。
5、辅助细胞
辅助细胞是巨孢囊霉科(Gigasporaceae)真菌所特有的结构,其功能目前尚不清楚。该科真菌不在皮层细胞内或间隙产生泡囊,而是由土壤中细而卷曲的根外菌丝末端隆起、膨大形成单生或成簇的类似泡囊的结构,称为辅助细胞(auxiliarycell,亦称根外泡囊)。巨孢囊霉科的根外辅助细胞与球囊霉科(Glomaceae)和无梗囊霉科(Acaulosporaceae)的根内泡囊一样,被认为是储存营养的器官。但研究表明,球囊霉属(Glomus)泡囊可以作为繁殖体(Strullu等,1991),而巨孢囊霉科在建立菌根共生联合体后,产生的根外辅助细胞是否也具有同样的功能尚不清楚。